بخشی از پاورپوینت
اسلاید 2 :
هدف این جلسه (جلسه سوم)
بیان مزایا و انواع روش های مورد استفاده در کنترل بیولوژیک بیماری های گیاهی
اسلاید 3 :
کنترل بیولوژیکی
کنترل بیولوژیکی یعنی استفاده مستقیم و غیر مستقیم از عوامل زنده (عمدتاً میکروارگانیسم ها) برای کاهش وقوع بیماری (Disease incidence) یا شدت بیماری (Disease severity).
نکته ای که در این تعریف وجود دارد این است که در کنترل بیولوژیکی عوامل بیماری زای گیاهی هدف کنترل بیماری است و این کنترل لزوماً از طریق تأثیر مستقیم روی بیمارگر تأمین نمی شود. هدف این است که بیماری کنترل شود حال چه مستقیماً روی عامل بیماری کار کنیم چه روی میزبان.
اسلاید 4 :
1-آنتاگونیسم Antagonism)):
الف) Parasitism ب) Antibiosis
ج) Predation د) Competition
2-استفاده از نژادهای کم آزار (Hypovirulence)
3- حفاظت تقاطعی (Cross-Protection)
4- مقاومت القایی (Induced Resistance)
کنترل بیولوژیک از طریق چه مکانیسم های عمل می کند؟
اسلاید 5 :
یعنی تأثیر زیان آور یک ارگانیسم علیه ارگانیسم دیگر که این تأثیر از طریق ایجاد رابطه انگلی (Hyperparasitism)، از طریق شکارگری (Predation)، تولید ترکیبات آنتی بیوتیک (Antibiosis) و رقابت (Competition) اعمال می شود.
به میکروارگانیسم یا موجود دیگری که علیه عوامل بیماری زای گیاهی فعالیت می کند آنتاگونیست گفته می شود.
1- آنتاگونیسم
اسلاید 6 :
1-توانایی رقابتی بالایی نسبت به سایر میکروارگانیسم ها داشته باشد و بتواند از طیف وسیعی از مواد آلی استفاده کند.
2-از چند مکانیسم آنتاگونیستی به طور همزمان استفاده کند.
3-در زمان کوتاهتری نسبت به سایر میکروارگانیسم ها جمعیت خود را افزایش دهد.
4-در برابر متابولیت های سایر ارگانیسم ها از خود مقاومت نشان دهد.
5-در طیف وسیعی از شرایط محیطی فعال باشد و در شرایط سخت فرم مقاوم تولید کند.
ویژگی های یک آنتاگونیست موفق:
اسلاید 7 :
برخی از مثال هایی که در مبحث بیوکنترل بیماری های گیاهی مطرح می شوند در واقع کنترل طبیعی هستند لذا کنترل بیولوژیکی را می توانیم به دو بخش تقسیم کنیم.
1-تقویت آنتاگونیست های موجود در خاک
2-تکثیر آنتاگونیست ها و استفاده از آن ها
اسلاید 8 :
در گذشته استفاده از کود دامی و سبز در کشاورزی رواج بیشتری داشته است. یکی از مزایای استفاده از کودهای آلی، تقویت آنتاگونیست ها در خاک است.
تناوب زراعی نیز باعث ایجاد تعادل میکروبی در خاک شده و در کنترل بیولوژیک مؤثر است.
ضدعفونی خاک اعم از فومیگاسیون، پاستوریزاسیون خاک یا آفتابدهی نیز موجب حذف عوامل بیماری زا شده و اگر شرایط به گونه ای رعایت شود که کلونیزاسیون مجدد صورت نگیرد ساپروفیت ها در خاک زیاد شده و ریزوسفر را اشغال می کنند.
کشت مداوم نیز در مواردی موجب افزایش جمعیت آنتاگونیست ها می شود. این پدیده را در مورد خاک های بازدارنده می توان دید.
تقویت آنتاگونیست های موجود درخاک
اسلاید 9 :
کنترل طبیعی عوامل بیماری زای گیاهی در برخی مناطق به گونه ای سئوال برانگیز بوده است مثل کنترل فیتوفتورا روی اکالیپتوس در کوئیزلند استرالیا یا کنترل طبیعی پاخوره غلات (all Take- ) در برخی مناطق که سیستم تک کشتی حاکم بوده است. تحقیقات نشان داده که اگر خاک این مناطق را در حد مشخصی با خاک های دیگر مخلوط کنند خاصیت بازدارندگی در آن ها نیز بروز می کند.
در واقع خاک این مناطق دارای فعالیت بیولوژیکی بالایی است و خاصیت بازدارندگی با ضدعفونی خاک از بین می رود. برای این خاک ها یک اصطلاحی بنام خاک های بازدارنده رایج شد.
در مقابل به خاک هایی که به دلیل فقدان عوامل آنتاگونیست فعالیت عوامل بیماری زا در آن ها تشدید می شود خاک های پذیرنده Conductive soil گفته می شود.
خاک های بازدارنده Suppressive soils
اسلاید 10 :
1-جمعیت عامل بیماری زا در شرایط طبیعی به سرعت کاهش می یابد
2-برای شروع بیماری در این خاک ها، اینوکلوم اولیه بیشتری لازم است
3-در این خاک ها سرعت رشد عوامل بیماری زا کند شده و قدرت تولیدمثل کاهش می یابد
مشخصات خاک های بازدارنده
اسلاید 11 :
لذا همیشه اینطور نیست که کشت مداوم تک محصولی بیماری را افزایش دهد. در مورد جرب معمولی سیب زمینی، کشت مداوم موجب کنترل طبیعی بیماری شده است و این به دلیل افزایش جمعیت باکتری آنتاگونیست B. subtilis بوده است.
کشت طولانی مدت غلات نیز موجب کنترل Heterodera avenae شده است این کنترل به دلیل افزایش جمعیت عوامل آنتاگونیست زیر بوده است.
Nemathophthora gyaophila
Verticillium chlamydospora
Catenaria auxiliaris
اسلاید 12 :
گرایش به سمت کنترل بیولوژیکی باعث شد محققین به این فکر بیفتند که آنتاگونیست ها را تکثیر کرده و استفاده نمایند. در حال حاضر تحقیقات بسیار زیادی در این زمینه انجام شده و در حال انجام است. امروزه بیماری شناسان متوجه شده اند که حتی اگر میکروارگانیسم هایی را که قدرت مناسب و قابل قبولی در کنترل بیولوژیکی دارند از محل طبیعی خود خارج کنیم در محل جدید قادر به استقرار و افزایش جمعیت نخواهند بود. پس باید عامل بیوکنترل را از همان منطقه به دست آوریم.
اسلاید 13 :
حفاظت بیولوژیکی سطح گیاه:
- استفاده از عوامل آنتاگونیست به صورت پوشش بذر
بسیاری از عوامل آنتاگونیست به صورت تجاری تولید و به بازار عرضه می شوند که ممکن است به صورت پوشش بذر استفاده شوند که به مهم ترین آن ها اشاره می کنیم:
Trichoderma spp.
Fusarium oxysporum
Penicillium oxalicum
Paecilomyces liliacinus
Gliocladium catenulatum
Gliocladium virens
اسلاید 14 :
مثال دیگری از کاربرد حفاظتی آنتاگونیست ها، کنترل قارچ عامل پوسیدگی چوب در جنگل Heterobasidium annasum است که قبلاًFomes شناخته می شد. این قارچ بازیدیومیست از طریق ریشه گیاهان آلوده رشد کرده و به درختان مجاور حمله می کند و ریشه ها را از بین می برد تا آن که به طوقه برسد و باعث پوسیدگی چوب می شود. بازیدیوسپورها از سطوح طبیعی درختان قادر به ایجاد آلودگی نیستند اما موقع قطع درختان از محل کنده های درختان بریده شده وارد و بعد از طریق ریشه به درختان مجاور می رسند.
برای کنترل بیولوژیکی بیماری از قارچ بازیدیومیست Peniophora gigantea استفاده می کنند. این قارچ تولید آرتروسپور می کند. قبلاً از اسپور این قارچ برای مایه زنی کنده ها بعد از بریدن درخت استفاده می شد و حالا اسپور این قارچ را در روغن اره موتوری می ریزند و موقع برش سطح کنده مایه زنی می شود. این قارچ از طریق رقابت کنده ها را حفاظت می کند.
اسلاید 15 :
این باکتری عامل بیماری سرطان طوقه است. ژن های مسئول بیماری زایی این باکتری روی پلاسمید قرار گرفته است. این پلاسمید را پلاسمید Ti (Tumor inducing plasmid)می گویند. بخشی از این پلاسمید را باکتری به داخل سلول گیاه می فرستد و این بخش روی کروموزوم گیاه قرار می گیرد. این بخش را T-DNA می گویند. روی T-DNA ، ژن های تولید هورمون های اکسین و سیتوکینین قرار گرفته است که محصول این ژن ها باعث ایجاد گال یا سرطان می شود. علاوه بر این ژن های مسئول تولید ترکیبات پروتئین خاصی بنام اپین ها (Opin) روی T-DNA قرار دارد. اپین ها فقط توسط باکتری تولید شده و به خارج از سلول فرستاده می شوند و تنها این باکتری کانال ورودی برای این ترکیبات دارد. برای کنترل بیولوژیکی این بیماری از استرین K84 باکتری A. radiobacter استفاده شده است. این باکتری باکتریوسینی بنام اگروسین تولید می کند که به دلیل شباهت ساختمانی به اپین ها می تواند از کانال اپین ها وارد باکتری A. tumefaciens شود.
حفاظت بیولوژیکی ریشه و طوقه گیاهان در برابر باکتری Agrobacterium tumefaciens
اسلاید 16 :
علت این است که پلاسمیدها می توانند از یک باکتری به باکتری دیگر بروند و در نتیجه پلاسمید باکتری A. radiobacter نیز که ژن تولید اگروسین و ژن مقاومت به اگروسین روی آن قرار گرفته است می تواند از این باکتری وارد باکتری A. tumefaciens شود. در نتیجه باکتری A. tumefaciens هم توانایی تولید اگروسین را پیدا می کند پس از آن دیگر حساسیتی به اگروسین نخواهد داشت.
این کنترل بیولوژیک در مواردی ناکارآمد بود:
اسلاید 17 :
برای رفع این مشکل بخشی از پلاسمید اگروسین را که مسئول انتقال آن به باکتری های دیگر است برداشتند و استرین مهندسی شده 1026 را تولید کرده و به این ترتیب مشکل حل شد. حال برای کنترل بیماری سرطان طوقه، ریشه و طوقه نهال ها را در محلولی که حاوی باکتری A. radiobacter استرین 1026 است فرو می برند. این باکتری را به صورت خشک روی حامل مناسب مثل ورمیکولیت، پیت و غیره در دمای 4 درجه سانتیگراد نگهداری می کنند.
اسلاید 18 :
این باکتری ها ریشه گیاه را کلونیزه می کنند و باعث افزایش رشد گیاه می شوند.
این ها چون ریشه را کلونیزه می کنند باکتری ها و قارچ های زیان آور حذف می شوند.
برخی از باکتری ها و قارچ ها بدون آن که آسیب قابل مشاهده ای وارد کنند به نوک ریشه ها صدمه زده و باکتری های PGPR می توانند این آسیب مختصر را حذف کنند. پس وجود این باکتری ها رشد گیاه را افزایش می دهد. لذا این ها را باکتری های تقویت کننده رشد گیاه می شناسند.
باکتری های PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria)
اسلاید 19 :
1-آنتی بیوز: از طریق تولید ترکیبات آنتی بیوتیک فنازین دار
2- رقابت مکانی
3-رقابت غذایی برای آهن
4-مقاومت القایی
مکانیسم های عمل باکتری های PGPR متنوع است.
اسلاید 20 :
این باکتری ها ترکیباتی تولید می کنند بنام Siderophore که این ترکیبات کلات کننده آهن هستند Clating agent)). برخی قارچ ها و گیاهان هم تولید سیدروفور می کنند.
سیدروفورها ترکیباتی با وزن مولکولی پایین هستند که آهن سه ظرفیتی Fe+3 را بدام می اندازند و عوامل بیماری زا را از منبع آهن خاک محروم می کنند (افزودن آهن به خاک کنترل بیولوژیک را مختل می کند).
رقابت غذایی برای آهن
